如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E為AB的中點

(1)若F為AA1的中點,求證:EF∥面DD1C1C;

(2)若F為AA1的中點,求二面角A-EC-D1的余弦值;

(3)若F在AA1上運動時(F與A、A1不重合),求當半平面D1EF與半平面ADE成的角時,線段A1F與FA的比.

答案:
解析:

  

  

  為等腰梯形,5分

  又, 7分

  ∴ ∴二面角的余弦值為.9分

  (3)建立如圖所示的坐標系,設正方體的棱長為2,,則

  ,

  ∵,

  ∴取 11分

  設面的法向量為,

  ∵

  ∴ 取,則

  ∵半平面與半平面

  ∴ 13分

  ∴,即 ∴線段的比為.14分

  注:本題的方法多樣,不同的方法請酌情給分.


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